[發明專利]雙向不等剛度的柔性鉸鏈

有效

• 申請號: 202010935553.1
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112112885B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 邢繼春;曹晨陽
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F16C11/04
• 分類號: F16C11/04;F16C11/12
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 孫建

本發明涉及一種雙向不等剛度的柔性鉸鏈，其包括第一柔性鉸鏈主體和第二柔性鉸鏈主體，第一柔性鉸鏈主體的第一端和第二端分別設有第一矩形凸臺和第二矩形凸臺，第一矩形凸臺和第二矩形凸臺之間通過第一直線橫梁連接，第二柔性鉸鏈主體的第一端設有第三矩形凸臺，第三矩形凸臺的一側設有第二直線橫梁，第二柔性鉸鏈主體設于第一柔性鉸鏈主體的上方，且第一柔性鉸鏈主體與第二柔性鉸鏈主體之間通過預制螺栓和預制螺母連接。本發明采用組合式設計，并通過限位設計，將第一柔性鉸鏈主體和第二柔性鉸鏈主體連接在一起，工作時第二柔性鉸鏈主體會阻止第一柔性鉸鏈主體的向上變形，進而實現了柔性鉸鏈特殊工作條件下的雙向剛度不等能力。

技術領域

本發明屬于柔性鉸鏈技術領域，特別涉及一種雙向不等剛度的柔性鉸鏈。

背景技術

柔順機構依靠柔性構件的彈性變形來實現其運動，具有整體性加工制造、無摩擦、無磨損、免裝配、免潤滑、運動精度高等優點，而柔性鉸鏈是柔順機構的基礎。目前針對柔性鉸鏈的研究主要集中在提高鉸鏈運動精度和增大鉸鏈變形范圍兩個方面。柔性鉸鏈是柔順機構的最小單元，其性能的好壞將直接影響柔順機構的性能。鉸鏈的運動范圍制約著其在某些領域的應用，使鉸鏈具有大變形的能力，可以提高其靈活性和適應性。而在變剛度方面，使鉸鏈具有變剛度的特性，可以幫助機器適應不同的工作需求，提高其適應性。因此提出了可以改變柔性鉸鏈的轉動柔度的柔性鉸鏈。

發明內容

針對以上情況，本發明提供了一種雙向不等剛度的柔性鉸鏈，采用組合式設計，改變了傳統柔性鉸鏈設計時的一體式設計理念，并通過限位設計，將第一柔性鉸鏈主體和第二柔性鉸鏈主體連接在一起，工作時第二柔性鉸鏈主體會阻止第一柔性鉸鏈主體的向上變形，進而實現了柔性鉸鏈特殊工作條件下的雙向剛度不等能力。

本發明采用的技術方案是，一種雙向不等剛度的柔性鉸鏈，其包括第一柔性鉸鏈主體和第二柔性鉸鏈主體，所述第一柔性鉸鏈主體的第一端和第二端分別設有第一矩形凸臺和第二矩形凸臺，所述第一矩形凸臺和第二矩形凸臺之間通過第一直線橫梁連接，且所述第一矩形凸臺、第二矩形凸臺以及所述第一直線橫梁共同構成所述第一柔性鉸鏈主體的J型結構，所述第二柔性鉸鏈主體的第一端設有第三矩形凸臺，所述第三矩形凸臺的一側設有第二直線橫梁，且所述第三矩形凸臺與所述第二直線橫梁共同構成所述第二柔性鉸鏈主體的L型結構；以及所述第二柔性鉸鏈主體設于所述第一柔性鉸鏈主體的上方，且所述第一柔性鉸鏈主體與所述第二柔性鉸鏈主體固定連接。

進一步地，所述第一柔性鉸鏈主體與所述第二柔性鉸鏈主體之間通過預制螺栓和預制螺母連接，且所述預制螺栓的一端穿過所述第二矩形凸臺和所述第三矩形凸臺與所述預制螺母螺旋連接。

優選地，所述第一柔性鉸鏈主體的第一端面與所述第二柔性鉸鏈主體的第一端面重合，且所述第一柔性鉸鏈主體的第一側面與所述第二柔性鉸鏈主體的第一側面重合。

優選地，所述第一柔性鉸鏈主體的寬度等于所述第二柔性鉸鏈主體的寬度。

優選地，所述第一矩形凸臺的高度等于所述第二矩形凸臺與所述第三矩形凸臺的高度之和。

本發明的第二方面采用的技術方案是，一種雙向不等剛度的柔性鉸鏈，其包括柔性鉸鏈主體，所述柔性鉸鏈主體為長方體結構，且所述柔性鉸鏈主體的第一端和第二端分別設有第四矩形凸臺和第五矩形凸臺，所述第四矩形凸臺和第五矩形凸臺之間通過直線型橫梁連接，且所述第五矩形凸臺的上側設有圓環形弧塊，所述圓環形弧塊側面向上凸起，且所述圓環形弧塊底端與所述直線型橫梁之間留有間隙。

進一步地，所述柔性鉸鏈主體寬度等于所述直線型橫梁的寬度，且所述直線型橫梁與所述第四矩形凸臺以及第五矩形凸臺的連接處均設有圓弧倒角。

優選地，所述第四矩形凸臺的高度等于所述第五矩形凸臺的高度，且所述圓環形弧塊與所述第五矩形凸臺相連的最高處，不超過所述第五矩形凸臺的高度。

優選地，所述圓環形弧塊底端半圓直徑與所述圓環形弧塊的圓環環寬相等。